Кривошипно-шатунный механизм воспринимает силу давления газов и преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из блока цилиндров с головкой и уплотняющей прокладкой, картера, поршней, поршневых колец, шатунов, коленчатого вала, маховика.
Газораспределительный механизм, предназначенный для своевременного впуска в цилиндр свежей горючей смеси и выпуска из него отработавших газов, состоит из распределительного вала и его привода (шестерни, звездочки с цепью или ременно-зубчатой передачи), клапанов, направляющих втулок клапанов, клапанных пружин, толкателей. Газораспределительные механизмы бывают с верхним и нижним расположением клапанов.
Система охлаждения служит для поддержания нормального теплового режима двигателя. Нормальный тепловой режим работы двигателя должен быть в пределах 80...90°C. При перегреве двигателя может произойти выгорание смазки между деталями и заедание их. При переохлаждении двигателя увеличиваются тепловые потери, ухудшаются условия смесеобразования, снижается мощность и ухудшается экономичность. Она может быть жидкостной или воздушной. В жидкостную систему охлаждения входят рубашка охлаждения двигателя, радиатор, водяной насос, вентилятор, термостат, жалюзи, патрубки, шланги, сливные краники, радиатор отопителя, указатель температуры и контрольная лампа.
Система смазки служит для снижения трения между деталями; способствует удалению продуктов износа и охлаждению трущихся поверхностей; она включает в себя резервуар для масла (поддон картера), масляный насос с маслоприемником и сетчатым фильтром, масляные фильтры грубой и тонкой очистки, редукционный, перепускной и предохранительный клапаны, маслопроводы и каналы, щуп, указатель давления масла и масляный радиатор (не всегда).
Система питания карбюраторного двигателя обеспечивает приготовление горючей смеси, подачу ее в цилиндры и отвод отработавших газов. В систему питания входят топливный бак, топливный насос, воздушный и топливный фильтры, карбюратор, впускной и выпускной трубопроводы и глушитель.
Система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя. В нее входят катушка зажигания, прерыватель-распределитель, конденсатор, свечи зажигания, замок зажигания, провода низкого и высокого напряжения.
Неисправности в кривошипно-шатунном механизме приводят к повышенному износу деталей, повышенному расходу масла и снижению компрессии. Сильные стуки во время работы возникают из-за износа поршневых пальцев и поршней; износа, подплавления или выкрашивания вкладышей коренных или шатунных подшипников; эксцентричности и овальности коренных шеек коленчатого вала; ослабления затяжки болтов, крепящих маховик к коленчатому валу; чрезмерного зазора между упорными полукольцами и упорными поверхностями коленчатого вала; при работе на масле не соответствующего сорта и качества.
Повышенная температура окружающего воздуха в летний период может привести к перегреву двигателя, что вызывает закоксование колец и прогар днища поршня. Повышенная запыленность воздуха приводит к повышенному износу сопряженных пар, загрязнению масляных и воздушных фильтров. В этих условиях темп износа цилиндропоршневой группы повышается (1,2 мкм/1000 км), в то время как в условиях умеренного климата он значительно меньше (на 0,7 мкм/1000 км и более).
Причинами повышенного расхода масла могут быть износ или поломка поршневых колец; потеря ими упругости; закоксовывание прорезей в маслосъемных кольцах; износ поверхности цилиндров, задиры или царапины на цилиндрической поверхности, утечка масла через прокладку масляного картера или из-за неисправности системы вентиляции картера. Снижение компрессии происходит вследствие закоксовывания, износа или поломки поршневых колец, износа цилиндров, повреждения прокладки головки блока цилиндров и т.д.
Неисправности газораспределительного механизма приводят к снижению мощности двигателя, шумам и стукам, повышенному расходу масла. Мощность двигателя снижается, а расход топлива увеличивается при неправильной регулировке газораспределительного механизма, а именно: нарушений зазоров между рычагами и кулачками распределительного вала, обгорании или деформации клапанов, износе кулачков распределительного вала, ослаблении клапанных пружин.
Сильные стуки во время работы возникают вследствие нарушения зазора между клапаном и толкателем, при износе распределительных шестерен, износе рабочих поверхностей рычагов привода клапанов и кулачков распределительного вала, износе клапанов, седел клапанов, при поломке клапанных пружин, уменьшении натяжения цепи, износе или поломке башмака натяжителя цепи, износе цепи привода распределительного вала. Повышенный расход масла возникает при утечках масла через уплотнения двигателя, засорении системы вентиляции картера, износе поршневых колец, юбок поршней и цилиндров двигателя, закоксовывании, залегании или поломке поршневых колец, повышенном износе стержней клапанов или их уплотнительных сальников.
Неисправности системы охлаждения вызывает переохлаждение или перегрев двигателя, повышенный расход охлаждающей жидкости. Переохлаждение двигателя возможно при заедании термостата или заедании жалюзи в открытом положении; перегрев — при недостатке охлаждающей жидкости в системе из-за ее утечки или выкипании, при обрыве, расслоении, вытягивании ремня вентилятора (рис. 1.7), заедании термостата, засорении трубки радиатора, большом отложении накипи, внешнем загрязнении радиатора. Повышенный расход охлаждающей жидкости может быть вызван повреждением прокладки пробки радиатора, неисправностью клапана пробки радиатора, повреждением радиатора, прокладок и соединений в системах охлаждения и отопления.
Рис. 1.7. Расслоение ремня привода вентилятора
Неисправности системы смазки приводят к увеличению или уменьшению давления масла. Давление масла увеличивается при повышенной вязкости, заедании редукционного клапана и засорении маслопроводов. Недостаточное давление в смазочной системе наблюдается при низком уровне масла в картере, использовании масла несоответствующего сорта, утечках его через неплотности маслопроводов, износе деталей масляного насоса, заедании редукционного клапана в открытом положении, а также вследствие увеличения зазоров в подшипниках коленчатого и распределительного валов.
При несвоевременной замене масла в двигателе потребуется проведение дополнительных ремонтных работ из-за закоксовывания поршневых колец, выкрашивания вкладышей и т. п. При этом повышается износ гильз цилиндров на 10—60%, поршневых колец на 25— 50%, вкладышей шатунных подшипников на 40—100%.
При смене отработавшего масла в картере и системе смазки двигателя остаются липкие мазеобразные, трудно смываемые осадки, которые быстро портят свежее масло и сокращают его срок работы. Для удаления этих осадков систему смазки двигателя промывают специальными промывочными маслами (например, масло ВНИИНП-ФД). Промывка двигателя повышает мощность двигателя, снижает расход топлива и уменьшает интенсивность износа деталей цилиндропоршневой группы.
Неисправности в системе питания вызывают нарушение смесеобразования, т. е. приводят к обеднению или обогащению рабочей смеси. Богатая горючая смесь из-за недостатка воздуха сгорает в цилиндрах двигателя не полностью и частично догорает в глушителе, в результате чего происходит дымный выпуск отработавших газов. Причинами переобогащения горючей смеси являются высокий уровень топлива в поплавковой камере, увеличение отверстий жиклеров или повреждение прокладок под ними, засорение отверстий воздушных жиклеров, негерметичность закрытия клапанов экономайзера и ускорительного насоса, неполное открытие воздушной заслонки. Например, увеличение пропускной способности главного жиклера карбюратора повышает расход топлива на 5...7%, неисправности экономайзера и ускорительного насоса — до 10%, неправильная регулировка системы холостого хода — до 3%.
Обедненная горючая смесь горит очень медленно; двигатель перегревается и его работа сопровождается резкими выхлопами в карбюраторе. Причинами образования бедной смеси являются уменьшение подачи топлива к карбюратору, подсос воздуха в местах крепления карбюратора и впускного трубопровода к головкам цилиндра. Уменьшение подачи топлива может быть вызвано заеданием воздушного клапана в пробке топливного бака, засорением топливопроводов, фильтров-отстойников и сеточных фильтров, повреждением диафрагмы топливного насоса, неплотным прилеганием клапанов топливного насоса, неплотным креплением топливопроводов к штуцерам, низким уровнем топлива в поплавковой камере карбюратора, засорением топливных жиклеров.
Вследствие разреженности воздуха с подъемом автомобиля на высоту в цилиндры двигателя попадает недостаточное его количество, что снижает коэффициент наполнения; горючая смесь переобогащается, мощность карбюраторных двигателей снижается, возрастают износы деталей. Известно, что при подъеме автомобиля на каждые 1000 м над уровнем моря приходится 10...12% падения мощности двигателя, а удельный расход топлива повышается на 12...15%. Переобогащение горючей смеси в высотных и высокотемпературных условиях может быть снижено путем корректировки ее состава.
Содержание оксида углерода (СО) в отработавших газах зависит от технического состояния и регулировки карбюратора. У автомобилей с неисправным или неправильно отрегулированным карбюратором содержание оксида углерода возрастает в 2...7 раз. Содержание CO увеличивается при малой частоте вращения коленчатого вала двигателя, если нарушается работа системы холостого хода карбюратора, и при большой частоте вращения, если главная дозирующая система отклоняется от нормы, негерметичны клапаны экономайзера, насоса ускорителя карбюратора и неисправна система зажигания. Для каждого двигателя требуется индивидуальная регулировка топливной аппаратуры.